【2017優(yōu)化探究一輪復習習題】-第2講牛頓第二定律兩類動力學問題

1、TISHENG YANLIAN”提升演練【隨堂反饋11如圖所示，一物塊從某一高度自由落下，落在豎立于地面的輕彈簧上.物塊在 A處開始與彈簧接觸，到B處時物塊速度為零，然后被彈回.下列說法正確的是 （）A. 物塊從A處下降到B處的過程中，速率不斷減小B. 物塊從B處上升到A處的過程中，速率不斷增大C. 物塊在B處時，所受合力為零D. 物塊從A處下降到B處的過程中速率先增大，后減小解析:物塊在A處與彈簧接觸后,剛開始一段時間內(nèi)彈簧對物塊的支持力比重 力小，物塊所受的合力方向豎直向下，物塊豎直向下做加速運動，速度不斷增大, 選項A錯誤；隨看物塊向下運動，合力減小，加速度減小，當加速度為零時， 速度最

2、大；之后物塊繼續(xù)壓縮彈簧，合力方向改為豎直向上，與速度方向相反， 物塊豎直向下做減速運動，到B處時速度為零,選項D正確；物塊在B處時, 所受合力最大，選項C錯誤；物塊從A處下降到B處與從B處上升到A處互為 逆運動,即物塊從B處上升到A處的過程中速率先增大,后減小,選項B錯誤.答案：D瞬間，小球的加速度大小為（D.2.（2016-泉州五校聯(lián)考）如圖所示，質(zhì)量為加的小球用水平輕彈簧系住，并用傾角 為30。的光滑木板托住，小球恰好處于靜止狀態(tài).當木板AB突然向下撤離的A. 0C. g解析：開始小球處于平衡狀態(tài)，受重力 嗦 支持力Fn、彈簧拉力F三個力作用, 受力分析如圖所示z由平衡條件可得Fn =

3、mgcos 30 + Fsin 30 . Feos 30二?gsin30。，解得Fn 耳噸,重力噸、彈簧拉力F的合力的大小等于支持力盡，當 木板AB突然向下撤離的瞬間，小球受力不再平衡,此時的合力與Fn等大反向, 由牛頓第二定律得此時小球的加速度大小為羊g , B正確.%答案：B3乘坐“空中纜車”飽覽大自然的美景是旅游者絕妙的選擇.若某一纜車沿著坡 度為30。的山坡以加速度。上行，如圖所示.在纜車中放一個與山坡表面平行的 斜面，斜面上放一個質(zhì)量為加的小物塊，小物塊相對斜面靜止（設(shè)纜車保持豎直 狀態(tài)運行）.貝9（）A. 小物塊受到的摩擦力方向平行斜面向上B. 小物塊受到的摩擦力方向平行斜面向下C

4、. 小物塊受到的滑動摩擦力為D. 小物塊受到的靜摩擦力為皿解析:小物塊相對斜面靜止，因此小物塊與斜面間的摩擦力是靜摩擦力纜車以 加速度“上行，小物塊的加速度也為“,以物塊為研究對象,則有斤-mgsin 30 =nui , Ff = mg + ma ,方向平行斜面向上z故A正確，B、C、D均錯誤.答案：A4. 如圖所示，質(zhì)量M=8kg的小車放在光滑的水平平面上，在小車左端加一水平 推力F=8N.當小車向右運動的速度達到1.5 m/s時，在小車前端輕輕地放上一 個大小不計、質(zhì)量為m=2 kg的小物塊，小物塊與小車間的動摩擦因數(shù)“=0.2, 小車足夠長.求：（g取10 nVs2）(1) 放上小物塊后

5、，小物塊及小車的加速度大??；(2) 經(jīng)多長時間兩者達到相同的速度；(3) 從小物塊放在小車上開始，經(jīng)過尸1.5 s小物塊通過的位移大小. 解析：(1 )小物塊的加速度am二“g二2 ni/s艦載機著艦后，若僅受空氣阻力和甲板阻力作用，航母中板至少多長才能保 證艦載機不滑到海里？ 為了艦載機在有限長度的跑道上停下來，屮板上設(shè)置了阻攔索讓艦載機減速,F -小車的加速度CIM = = 0.5 m/s同時考慮到艦載機掛索失敗需要復飛的情況，艦載機著艦時不關(guān)閉發(fā)動機.如圖 所示為艦載機鉤住阻攔索后某一時刻的情景，此時發(fā)動機的推力大小為F=.由 amt = Vo + ClMt 得/二 1 s.(3)在開始

6、1 s內(nèi)小物塊的位移xi =如”尸二1 m最大速度V = amt = 2 m/s在接下來的0.5 s內(nèi)小物塊與小車相對靜止z 起做勻加速運動且加速度二F=0.8 m/s2M + m這0.5 s內(nèi)的位移Xi二vt + 開=1.1 m通過的總位移 x = x +X2 = 2m.答案：(1)2 m/s2 0.5 ni/s2 (2)1 s (3)2.1 m5. 設(shè)某一艦載機的質(zhì)量為加= 2.5X104 kg,著艦速度為vo=42 m/s,若僅受空氣 阻力和屮板阻力作用，艦載機將在中板上以伽=0.8 m/s2的加速度做勻減速運動, 著艦過程中航母靜止不動.=0.6)解析：(1)設(shè)甲板的長度至少為50 ,

7、則由運動學公式得-胡二-2050，故SO二撫 代入數(shù)據(jù)可得SO = 1 102.5 m.艦載機受力分析如圖所示，其中Ft為阻攔索的張力，F(xiàn)為空氣和甲板對艦載機的阻力z由牛頓第二定律得2Ftcos 53 + Ff - F = ma 艦載機僅受空氣阻力和甲板阻力時斤二心 聯(lián)立可得Ft = 5X105 N.答案：(1)1 102.5 m (2)5X105N課時作業(yè)一、單項選擇題1.在研究勻變速直線運動的實驗中，取計數(shù)時間間隔為0.1 s,測得相鄰相等時間間隔的位移差的平均值A(chǔ)x=l2cm,若還測出小車的質(zhì)量為500 g,則關(guān)于加 速度、合力的大小及單位，既正確又符合一般運算要求的是()A. a=m/

8、s2 = 120 m/s2B.120 ,故A正確,B錯誤；對A進 行受力分析,沿斜面方向，凡二加gsin 0 +心）-X）,彈簧彈力減小,所以彈力Fn 也減小且與X是一次函數(shù)，故C錯誤，D正確.答案：AD7. 質(zhì)量分別為M和加的物塊形狀大小均相同，將它們通過輕繩跨過光滑定滑輪 連接，如圖屮所示，繩子平行于傾角為a的斜面，M恰好能靜止在斜面上，不考 慮M、m與斜面之間的摩擦.若互換兩物塊位置，按圖乙放置，然后釋放M, 斜面仍保持靜止.則下列說法正確的是（）A. 輕繩的拉力等于MgB. 輕繩的拉力等于加gC. M運動的加速度大小為（1-sin a）gMmD. M運動的加速度大小為rg解析:互換位置

9、前z M靜止在斜面上z則有Mgsin a = mg ,互換位置后；對M，解得有 Mg - Ft 二 Mg，對 m 有 Ft - mgsin a = ma z 又 Ft = Ft =(1 - sin a)g , Ft = mg 故 A 錯 r Bx Cs D 對.答案：BC8.（2016-Lb東師大附中質(zhì)檢）如圖所示，質(zhì)量為1 kg的物體與水平地面之間的 動摩擦因數(shù)為0.3,當物體運動的速度為10 m/s時，給物體施加一個與速度方向相反的大小為F=2N的恒力，在此恒力作用下仗取10 m/s2）（一FA. 物體經(jīng)10 s速度減為零B. 物體經(jīng)2 s速度減為零C. 物體速度減為零后將保持靜止D. 物

10、體速度減為零后將向右運動 解析：物體受到向右的滑動摩擦力,斤二山鼻二“G = 3 N f根據(jù)牛頓第二定律得F + F（ 2 + 3io=Y m/s2 = 5 m/s2 ,方向向右，物體減速到0所需的時間r = = y二2 s , B正確，A錯誤.減速到零后,FFr,物體處于靜止狀態(tài)z不再運動，C正確，D葡吳.答案：BC9. （201牛高考江蘇卷）如圖所示，A、B兩物塊的質(zhì)量分別為2“和加，靜止疊放 在水平地面上.A、3間的動摩擦因數(shù)為“，B與地面間的動摩擦因數(shù)為.最大 靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g現(xiàn)對A施加一水平拉力F,則（）A. 當F3屮吧時，A相對3滑動D. 無論F為何值，3的加

11、速度不會超過g解析：對A、3整體應(yīng)用牛頓第二定律，有F - 2X3,ns二3ma ；對叭在久B 恰好要發(fā)生相對運動時J X 2mg - X 3?g = ma 兩式聯(lián)立解得F = 3“?g，可見, 當F 3“?g時，A相對B才能滑動，C對.對4、B整體,地面對B的最大靜摩 擦力為永,故當尹嘩F1A1.5LA.5L2LY甲乙（1）現(xiàn)讓桿和環(huán)均靜止懸掛在空中，如圖屮所示，求繩中拉力的大??；（2）若桿與環(huán)保持相對靜止，在空中沿AB方向水平向右做勻加速直線運動，此時 環(huán)恰好懸于A端的正下方，如圖乙所示. 求此狀態(tài)下桿的加速度大小金 為保持這種狀態(tài)，需在桿上施加一個多大的外力，方向如何？解析：（1）如圖甲

12、所示,設(shè)平衡時繩中拉力為Ft,有2Ftcos 0 - mg = 0由圖知cos 0 =由式解得Ft =爭g(2)此時，對小鐵環(huán)受力分析如圖乙所示,有Ft sin 0f = niaF” + Fj cos 0- mg = 01 -2一一代入式解得 = 3如圖丙所示，設(shè)外力F與水平方向成角，將桿和小鐵環(huán)當成一個整體,有 Feos a = (M + 加)Fsin a - (M + m)g = 0由式解得F =+ m)g , tan a =羽(或 a = 60).答案：普嵐g (2)d)g卑(M+2)g與水平方向成60。角12. 如圖所示，可看成質(zhì)點的小物塊放在長木板正中間，已知長木板質(zhì)量M=4 kg,

13、長度L=2m,小物塊質(zhì)量7=lkg,長木板置于光滑水平地面上，兩物體皆 靜止.現(xiàn)在用一大小為F的水平恒力作用于小物塊上，發(fā)現(xiàn)只有當F超過2.5N 時，才能讓兩物體間產(chǎn)生相對滑動.設(shè)兩物體間的最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力大小，重力加速度g取lOm/s2,試求： FM(1) 小物塊和長木板間的動摩擦因數(shù)；(2) 若一開始力F就作用在長木板上，且F=2 N,則小物塊經(jīng)過多長時間從長 木板上掉下？解析:設(shè)兩物體間的最大靜摩擦力為斤，當F二2.5 N作用于小物塊時,對整體由牛頓第二定律有F = (M + 加)對長木板由牛頓第二定律有斤二M由可得斤二2N小物塊豎直方向上受力平衡,所受支扌寺力Fn = mg ,摩擦力Ff二“加g得“二 0.2(2)當F=2 N作用于長木板上時，兩物體發(fā)生相對滑動，設(shè)長木板、小物塊的加速度分別為山、“2 ,對長木板，由牛頓第二定律有F -= Ma得 gi 二 2.5 m/s2(5)